干法腈纶废水处理技术_汪宏渭

化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2005年第25卷第2期[收稿日期]2004-02-11;[修订日期]2004-08-12。[作者简介]汪宏渭(1977—),男,浙江省衢州市人,上海大学环境工程及化学工程学院在读硕士生,主要从事水污染控制和处理研究工作。干法腈纶废水处理技术汪宏渭1,孙在柏2,孙国华3(1.上海大学环境工程与化学工程学院,上海200072;2.上海上大科技园区环境工程有限公司,上海200072;3.上海石油化工股份有限公司环境保护部,上海200540)[摘要]采用铁碳内电解—混凝沉淀预处理工艺处理干法腈纶废水。废水pH为4左右,经内电解反应2h,出水用聚合硫酸铁和阴离子型聚丙烯酰胺混凝沉淀1.5h后,废水的COD由1650mg/L降到1310mg/L,去除率为20.6%,BOD5/COD由原来的0.27提高到0.38。然后再采用水解酸化—好氧生化—生物硝化工艺处理预处理出水,最终出水COD为148mg/L,BOD5为16mg/L,氨氮质量浓度为13mg/L,SS质量浓度小于100mg/L,出水水质达到腈纶行业一级排放标准。[关键词]腈纶废水;内电解;水解酸化;好氧生化;硝化[中图分类号]703.1[文献标识码]A[文章编号]1006-1878(2005)02-0128-04我国腈纶生产始于20世纪70年代,到90年代形成生产高峰,预计今后几年还将增加。但腈纶废水是一种高浓度有机废水,其中含有多种污染物,其对环境污染严重,且难以处理,这严重阻碍了腈纶生产的发展[1～3]。腈纶生产工艺分为干法和湿法两大类。有关湿法腈纶废水的处理方法的报道较多[4～6],而对干法腈纶废水处理技术的研究报道较少,主要有同济大学的杨晓奕[7,8]和清华大学的陆斌等[9]。虽然实验结果较好,但未能得到工业推广和应用。全国5套同类型干法腈纶生产装置产生的废水主要采用厌氧—好氧—生物活性炭工艺进行处理,但由于废水中含有一定浓度的硫酸盐和较多难生物降解的低聚物,较难直接用生化法进行处理[10],致使外排出水不能达到国家排放标准[6,11]。我们采用预处理和后续生化处理工艺处理干法腈纶废水,收到了较好的效果。1实验部分1.1废水水质实验用废水取自国内一家大型的干法腈纶生产厂,其水质见表1。干法腈纶废水中的污染物,主要为丙烯腈、丁二腈、乙腈、二甲基甲酞胺、有机低聚物等。表1废水水质pHCOD/(mgL-1)BOD5/(mgL-1)ρ(氨氮)/(mgL-1)ρ(丙烯腈)/(mgL-1)ρ*/(mgL-1)ρ(SS)/(mgL-1)6.2～6.51600～1700400～50050～80<10500～600<200注:ρ*为SO2-3和SO2-4质量浓度的总和。1.2实验仪器、材料与药剂仪器:ACO-380型海利电磁式空气压缩机;HL-2恒流泵;LZB-3玻璃转子流量计;LZB-8气体流量计;6511型电动搅拌器;PHS-3CTpH计;TG328B电光分析天平;7321-I型分光光度计。填料:铁碳内电解用填料为上海上大科技园区环境工程有限公司自行研制的铁钯多孔内电解烧结填料,该填料由废铸铁屑和10～20目的活性炭按1∶1的体积比[12,13]再配以一定比例的非金属粒子和金属粒子在高温下烧结而成;水解酸化池和硝化池所用填料为上海石化环保器材厂生产的组合填料;流化床所用填料为JW型立体多孔生物悬浮填料。药剂:聚合硫酸铁(PFS),外购;阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺,其相对分子质量约450万,外购;其它分析药剂为分析纯。1.3废水处理工艺流程干法腈纶废水处理工艺流程见图1。由于干法腈纶废水处理工艺流程较长,所需动力和设备较多,因此前段预处理为不连续实验,后段生化处理为连续实验。128第2期汪宏渭等.干法腈纶废水处理技术图1干法腈纶废水处理工艺流程实验时间为8月至次年1月,冬季温度较低,不利于微生物的生长和繁殖,用潜水防爆型恒温加热棒控制生化反应器的温度(28～35℃)。1.4污泥培养驯化和挂膜接种污泥取自宁波金甬腈纶厂。先将污泥闷曝24h,恢复污泥的活性;对水解酸化、流化和硝化分别单独进行挂膜。在启动前期,配水以葡萄糖为主,随着实验的进行,葡萄糖逐步被腈纶废水所代替。在各自的挂膜成功后,将3个反应器串连起来,稳定运行一段时间。整个挂膜时间约2.5个月。在挂膜的启动和稳定运行阶段,分别考察污泥的性能、BOD5和COD的去除率以及各自的容积负荷,判断挂膜是否成功。另外,在挂膜期间需加入一定量的磷。1.5工艺参数的确定后续生化处理单元的水力停留时间见表2。在实验过程中,可以通过调节不同的出水口高度及进水流量(Q)来控制不同的水力停留时间(HRT)。表2后续生化处理单元水力停留时